GELÖSTER SAUERSTOFF

Bis zu 70 % des Energiebudgets einer Kläranlage werden für die Versorgung des Belüftungssystems aufgewendet. Jahrelang wurden diese Belüftungssysteme durch manuelles Ändern des Luftstromsollwerts, der Ventilpositionen oder der Drehzahl des Motors gesteuert, da die DO-Sensoren mit Membran nicht zuverlässig waren. Durch die LDO-Technologie können die Systeme die Lüftung automatisch auf einen bestimmten DO-Sollwert steuern, sodass die Gebläse in Echtzeit auf die Konzentration reagieren können und 30 bis 60 % an Energiekosten eingespart werden.

Gelöster Sauerstoff ist für viele Lebensformen erforderlich, zum Beispiel Fische, wirbellose Tiere, Bakterien und Pflanzen. Diese Organismen nutzen Sauerstoff für ihre Atmung, ebenso wie auch Landbewohner. Fische und Krustentiere nehmen Sauerstoff für die Atmung durch ihre Kiemen auf, während Pflanzen und Phytoplankton gelösten Sauerstoff für die Atmung benötigen, wenn kein Licht für die Fotosynthese vorhanden ist. Die erforderliche Menge an gelöstem Sauerstoff variiert von Lebewesen zu Lebewesen. Bodenfresser, Krabben, Austern und Würmer benötigen nur minimale Mengen an Sauerstoff (1 - 6 mg/L), während Flachwasserfische höhere Konzentrationen (4 - 15 mg/L) benötigen. Bakterien und Pilze benötigen ebenfalls gelösten Sauerstoff. Diese Organismen nutzen DO, um organisches Material am Boden von Gewässern zu zersetzen Die mikrobielle Zersetzung ist ein wichtiger Faktor für den Nährstoffkreislauf. Wenn jedoch in einem Gewässer mit seltenem oder keinem Austausch (auch als Stratifizierung bezeichnet) ein Überschuss an zerfallendem organischem Material (von sterbenden Algen und anderen Organismen) vorhanden ist, wird der Sauerstoff bei niedrigeren Wasserständen schneller verbraucht.

Bei einem stabilen Gewässer ohne Stratifizierung bleibt der DO-Wert bei 100 % Luftsättigung. Die 100%ige Luftsättigung bedeutet, dass das Wasser so viele gelöste Gasmoleküle wie möglich im Gleichgewicht hält. Bei einem Gleichgewicht würde der Prozentsatz jedes Gases im Wasser dem Prozentsatz dieses Gases in der Atmosphäre entsprechen; dies wird als Partialdruck bezeichnet. Das Wasser nimmt langsam Sauerstoff und andere Gase aus der Atmosphäre auf, bis es bei vollständiger Sättigung das Gleichgewicht erreicht. Dieser Prozess wird durch Belüftung beschleunigt. Mittels biologischer Maßnahmen ist es möglich, dass der DO-Wert die 100%-ige Luftsättigung im Wasser übersteigt.

Die Konzentration des gelösten Sauerstoffs steigt mit zunehmendem Druck an. Dies gilt sowohl für den atmosphärischen als auch für den hydrostatischen Druck. Wasser in tieferen Lagen kann mehr gelösten Sauerstoff aufnehmen als Wasser in höheren Lagen. Diese Beziehung erklärt auch das Potenzial für eine „Übersättigung“ von Gewässern unterhalb der Sprungschicht. Bei höheren hydrostatischen Drücken kann Wasser mehr gelösten Sauerstoff aufnehmen, ohne dass dieser austritt, sodass die DO-Sättigung bei gleicher Konzentration geringer ist. Die Gassättigung nimmt mit zunehmender Tiefe durch den hydrostatischen Druck um ca. 10 % pro Meter ab, sofern die Wassertemperatur konstant ist. Das heißt, dass dieselbe Konzentration von gelöstem Sauerstoff an der Oberfläche bei 100 % Luftsättigung liegen kann, während sie drei Meter unter der Oberfläche bei nur 70 % Luftsättigung liegen würde.

Zwei Gewässer, die beide zu 100 % luftgesättigt sind, haben nicht unbedingt die gleiche Konzentration von DO. Die Menge an gelöstem Sauerstoff (in mg/L) variiert je nach Temperatur, Druck und Salzgehalt.